Skip to main content
Erschienen in:
Buchtitelbild

2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

Blood Proteins and Their Interactions with Nanoparticles Investigated Using Molecular Dynamics Simulations

verfasst von : Timo Schäfer, Jiajia Zhou, Friederike Schmid, Giovanni Settanni

Erschienen in: High Performance Computing in Science and Engineering ' 17

Verlag: Springer International Publishing

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Blood proteins play a fundamental role in determining the response of the organism to the injection of drugs or, more in general, of therapeutic preparations in the blood stream. Some of these proteins are responsible for mediating immune response and coagulation. Nanoparticles, which are being intensely investigated as possible drug nanocarriers, heavily interact with blood proteins and their ultimate fate is determined by these interactions. Here we report the results of molecular dynamics simulations of several blood proteins aimed to determining their possible behavior at the nanoparticle surface. On one hand we investigated the behavior of fibrinogen, a glycoprotein, which polymerizes into fibrin during coagulation. On the other hand we investigated the behavior of several blood proteins in the presence of the polymer poly (ethylene-glycol), often used as nanoparticle coating to reduce unspecific interactions with the surrounding environment.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat S. Köhler, F. Schmid, G. Settanni, PLoS Comput. Biol. 11(9), 1 (2015)CrossRef S. Köhler, F. Schmid, G. Settanni, PLoS Comput. Biol. 11(9), 1 (2015)CrossRef
2.
3.
Zurück zum Zitat J. Kollman, L. Pandi, M. Sawaya, M. Riley, R. Doolittle, Biochem 48(18), 3877 (2009)CrossRef J. Kollman, L. Pandi, M. Sawaya, M. Riley, R. Doolittle, Biochem 48(18), 3877 (2009)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat G. Marguerie, E. Plow, T. Edgington, J. Biol. Chem. 254(12), 5357 (1979) G. Marguerie, E. Plow, T. Edgington, J. Biol. Chem. 254(12), 5357 (1979)
5.
Zurück zum Zitat A. Laio, M. Parrinello, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99(20), 12562 (2002)CrossRef A. Laio, M. Parrinello, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99(20), 12562 (2002)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat W.L. Jorgensen, J. Chandrasekhar, J.D. Madura, R.W. Impey, M.L. Klein, J. Chem. Phys. 79(2), 926 (1983)CrossRef W.L. Jorgensen, J. Chandrasekhar, J.D. Madura, R.W. Impey, M.L. Klein, J. Chem. Phys. 79(2), 926 (1983)CrossRef
8.
9.
Zurück zum Zitat B. Hess, C. Kutzner, D. van der Spoel, E. Lindahl, J. Chem. Theory Comput. 4(3), 435 (2008)CrossRef B. Hess, C. Kutzner, D. van der Spoel, E. Lindahl, J. Chem. Theory Comput. 4(3), 435 (2008)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat G. Bussi, D. Donadio, M. Parrinello, J. Chem. Phys. 126(1), 014101 (2007)CrossRef G. Bussi, D. Donadio, M. Parrinello, J. Chem. Phys. 126(1), 014101 (2007)CrossRef
11.
12.
Zurück zum Zitat R.B. Best, X. Zhu, J. Shim, P.E.M. Lopes, J. Mittal, M. Feig, A.D. Mackerell Jr., J. Chem. Theory Comput. 8(9), 3257 (2012)CrossRef R.B. Best, X. Zhu, J. Shim, P.E.M. Lopes, J. Mittal, M. Feig, A.D. Mackerell Jr., J. Chem. Theory Comput. 8(9), 3257 (2012)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat M.J. Abraham, T. Murtola, R. Schulz, S. Páll, J.C. Smith, B. Hess, E. Lindahl, SoftwareX 1–2, 19 (2015)CrossRef M.J. Abraham, T. Murtola, R. Schulz, S. Páll, J.C. Smith, B. Hess, E. Lindahl, SoftwareX 1–2, 19 (2015)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat G.A. Tribello, M. Bonomi, D. Branduardi, C. Camilloni, G. Bussi, Comput. Phys. Commun. 185(2), 604 (2014)CrossRef G.A. Tribello, M. Bonomi, D. Branduardi, C. Camilloni, G. Bussi, Comput. Phys. Commun. 185(2), 604 (2014)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat M.J. Ferrarotti, S. Bottaro, A. Párez-Villa, G. Bussi, J. Chem. Theory Comput. 11(1), 139 (2015)CrossRef M.J. Ferrarotti, S. Bottaro, A. Párez-Villa, G. Bussi, J. Chem. Theory Comput. 11(1), 139 (2015)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat R.F. Doolittle, D.M. Goldbaum, L.R. Doolittle, J. Mol. Biol. 120(2), 311 (1978)CrossRef R.F. Doolittle, D.M. Goldbaum, L.R. Doolittle, J. Mol. Biol. 120(2), 311 (1978)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat S. Schöttler, G. Becker, S. Winzen, T. Steinbach, K. Mohr, K. Landfester, V. Mailänder, F.R. Wurm, Nat. Nanotechnol. 11, 372–377 (2016)CrossRef S. Schöttler, G. Becker, S. Winzen, T. Steinbach, K. Mohr, K. Landfester, V. Mailänder, F.R. Wurm, Nat. Nanotechnol. 11, 372–377 (2016)CrossRef
18.
19.
Zurück zum Zitat M. Ozboyaci, D.B. Kokh, S. Corni, R.C. Wade, Q. Rev. Biophys. 49, e4 (2016) M. Ozboyaci, D.B. Kokh, S. Corni, R.C. Wade, Q. Rev. Biophys. 49, e4 (2016)
20.
Zurück zum Zitat G. Settanni, J. Zhou, T. Suo, S. Schöttler, K. Landfester, F. Schmid, V. Mailänder, Nanoscale 9(6), 2138 (2017)CrossRef G. Settanni, J. Zhou, T. Suo, S. Schöttler, K. Landfester, F. Schmid, V. Mailänder, Nanoscale 9(6), 2138 (2017)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat Q. Shao, Y. He, A.D. White, S. Jiang, J. Chem. Phys. 136(22), 225101 (2012)CrossRef Q. Shao, Y. He, A.D. White, S. Jiang, J. Chem. Phys. 136(22), 225101 (2012)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat N. Basse, J.L. Kaar, G. Settanni, A.C. Joerger, T.J. Rutherford, A.R. Fersht, Chem. Biol. 17(1), 46 (2010)CrossRef N. Basse, J.L. Kaar, G. Settanni, A.C. Joerger, T.J. Rutherford, A.R. Fersht, Chem. Biol. 17(1), 46 (2010)CrossRef
23.
24.
Zurück zum Zitat G. Settanni, J. Zhou, F. Schmid, CSP2017 (accepted) G. Settanni, J. Zhou, F. Schmid, CSP2017 (accepted)
25.
Zurück zum Zitat J.C. Phillips, R. Braun, W. Wang, J. Gumbart, E. Villa, C. Chipot, R.D. Skeel, L. Kale, K. Schulten, J. Comput. Chem. 26, 1781 (2005)CrossRef J.C. Phillips, R. Braun, W. Wang, J. Gumbart, E. Villa, C. Chipot, R.D. Skeel, L. Kale, K. Schulten, J. Comput. Chem. 26, 1781 (2005)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat A.D. Mackerell, M. Feig, C.L. Brooks, J. Comput. Chem. 25(11), 1400 (2004)CrossRef A.D. Mackerell, M. Feig, C.L. Brooks, J. Comput. Chem. 25(11), 1400 (2004)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat H. Lee, R.M. Venable, A.D. Mackerell, R.W. Pastor, Biophys. J. 95(4), 1590 (2008)CrossRef H. Lee, R.M. Venable, A.D. Mackerell, R.W. Pastor, Biophys. J. 95(4), 1590 (2008)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat G.J. Martyna, D.J. Tobias, M.L. Klein, J. Chem. Phys. 101(5), 4177 (1994)CrossRef G.J. Martyna, D.J. Tobias, M.L. Klein, J. Chem. Phys. 101(5), 4177 (1994)CrossRef
29.
Zurück zum Zitat S.E. Feller, Y. Zhang, R.W. Pastor, B.R. Brooks, J. Chem. Phys. 103(11), 4613 (1995)CrossRef S.E. Feller, Y. Zhang, R.W. Pastor, B.R. Brooks, J. Chem. Phys. 103(11), 4613 (1995)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat U. Essmann, L. Perera, M.L. Berkowitz, T. Darden, H. Lee, L.G. Pedersen, J. Chem. Phys. 103(19), 8577 (1995)CrossRef U. Essmann, L. Perera, M.L. Berkowitz, T. Darden, H. Lee, L.G. Pedersen, J. Chem. Phys. 103(19), 8577 (1995)CrossRef
32.
Zurück zum Zitat J.C. Lee, S.N. Timasheff, J. Biol. Chem. 256(14), 7193 (1981) J.C. Lee, S.N. Timasheff, J. Biol. Chem. 256(14), 7193 (1981)
33.
Zurück zum Zitat N. Poklar, N. Petrovčič, M. Oblak, G. Vesnaver, Protein. Sci. 8(4), 832 (1999)CrossRef N. Poklar, N. Petrovčič, M. Oblak, G. Vesnaver, Protein. Sci. 8(4), 832 (1999)CrossRef
34.
Zurück zum Zitat E.S. Courtenay, M.W. Capp, C.F. Anderson, M.T. Record, Biochemistry 39(15), 4455 (2000)CrossRef E.S. Courtenay, M.W. Capp, C.F. Anderson, M.T. Record, Biochemistry 39(15), 4455 (2000)CrossRef
35.
Metadaten
Titel
Blood Proteins and Their Interactions with Nanoparticles Investigated Using Molecular Dynamics Simulations
verfasst von
Timo Schäfer
Jiajia Zhou
Friederike Schmid
Giovanni Settanni
Copyright-Jahr
2018
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-68394-2_1

Premium Partner